Stworzono metaliczny wodór? Część naukowców ma wątpliwości

Badacze z Uniwersytetu Harvarda poinformowali, że udało im się stworzyć wodór w stałym, metalicznym stanie. Jego istnienie przewidziano około 80 lat temu, jednak dopiero teraz taki materiał udało się uzyskać.

Metaliczny wodór został stworzony przy pomocy bardzo niskich temperatur i gigantycznego ciśnienia. Eugene Wigner i Hillard Bell Huntington w 1935 roku pisali, że wodór poddany ciśnieniu 26 gigapaskali, powinien przejść w stan metaliczny. Szacunki przedwojennych uczonych były jednak nietrafione. Do uzyskania metalicznego wodoru potrzeba znacznie większego ciśnienia.

Wodór to jeden z prostszych pierwiastków we Wszechświecie. I jest go wszędzie pełno. Na Ziemi występuje przede wszystkim w postaci gazowej, ale wchodzi skład niezliczonych związków chemicznych, np. wody.

Profesor Isaac F. Silvera i doktor Ranga Dias pracujący na Uniwersytecie Harvarda poddali próbkę wodoru ciśnieniu aż 495 GPa. To około 20 razy więcej, niż przewidywali badacze z ubiegłego wieku. Uczeni sądzą, że to większe ciśnienie niż panujące wewnątrz Ziemi. Ogromnemu ciśnieniu towarzyszyła bardzo niska temperatura. W ten sposób uzyskano metaliczny wodór.

Badacze uważnie przyglądali się próbce wodoru, który ściskali przy pomocy syntetycznych diamentów pokrytych tlenkiem glinu. Na początku próbka była przeźroczysta, wraz z wzrostem ciśnienia stawała się czarna, aż do momentu, gdy wodór stał się metalicznie błyszczący – co zasugerowało badaczom, że próbka stała się metalem.

Etapy przejścia wodoru w stan metaliczny. Fot. R. Dias and I.F. Silvera
Etapy przejścia wodoru w stan metaliczny. Fot. R. Dias and I.F. Silvera

– To Święty Graal fizyki wysokich ciśnień. To pierwsza w dziejach próbka metalicznego wodoru na Ziemi i jeśli na nią patrzysz, to widzisz coś, co nigdy wcześniej nie istniało – powiedział kierujący badaniami profesor Silvera.

Metaliczny wodór to materiał przyszłości. W temperaturze pokojowej powinien zachowywać się jak nadprzewodnik – czyli przewodzić prąd bez oporu. To rewolucja w energetyce, gdzie obecnie straty w przesyle prądu sięgają 15 proc.

Dzięki temu materiałowi można też konstruować bardziej wydajne urządzenia elektryczne. Mógłby też znaleźć zastosowanie przy produkcji kolei magnetycznej. Metaliczny wodór, według autorów badania, byłby niezwykle wydajnym paliwem kosmicznym. Dzięki niemu podbój kosmosu byłby bardziej realny.

Problemy z interpretacją wyników

Odkrycie badaczy z Uniwersytetu Harvarda jest znaczne, jednak nie wszyscy badacze są przekonani przedstawionymi przez profesora Silvera wynikami. Główny zarzut to za mało dowodów. Autorzy badania twierdzą, że byli tak podekscytowani, że musieli podzielić się odkryciem natychmiast, przed przeprowadzeniem kolejnych badań.

Naukowcy z Instytutu Chemii im. Maksa Plancka w Moguncji twierdzą, że opublikowane dowody nie są wystarczające. – Z naszego punktu widzenia wyniki nie są przekonujące – powiedział Mikhail Eremets ze wspomnianego instytutu w Niemczech. – Widzieliśmy jedynie wyniki z jednego doświadczenia, trzeba je powtórzyć – dodał. Podobnego zdania jest fizyk – Paul Loubeyre z francuskiej Komisji Energii Atomowej. – Nie widzę w tej pracy nic, co byłoby dla mnie przekonujące – ocenił.

Problemy z interpretacją wyników pojawiły się niemal natychmiast. Dlatego, bo niezwykle trudno eksperymentować na wodorze pod wysokim ciśnieniem. Wodór, by znajdował się w odpowiednim miejscu umieszczono w metalowej podkładce, co mogło zafałszować wyniki. Do tego zastosowany tlenek glinu, którym badacze pokryli diamenty, by wodór się do nich nie przedostawał, także utrudnia interpretację. Sceptyczni naukowcy wskazali też szereg innych problemów związanych z obliczaniem ciśnienia czy próbkowania wodoru laserem.

Informacja podana przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda jest z pewnością elektryzująca, jednak trzeba poczekać na kolejne doświadczenia.

 

Źródło: Nature, Science, dzienniknaukowy.pl